沈陽東陵地區(qū)典型耕地棕壤質(zhì)量綜合評價(jià)

王斯娜

【摘 要】論文選取十一項(xiàng)化學(xué)及物理指標(biāo)，對沈陽東陵地區(qū)典型耕地棕壤進(jìn)行質(zhì)量綜合評價(jià)。研究區(qū)土壤綜合質(zhì)量整體處于中等偏上水平，44.8%區(qū)域土壤質(zhì)量處于高和很高水平，而仍有24.1%的區(qū)域土壤質(zhì)量處于低和很低水平。研究發(fā)現(xiàn)供試區(qū)土壤養(yǎng)分指標(biāo)對土壤質(zhì)量的貢獻(xiàn)率大于物理性狀指標(biāo)，影響該地區(qū)土壤質(zhì)量的障礙因子包括速效鉀含量、pH、土壤結(jié)構(gòu)等。

【Abstract】Eleven chemical and physical indexes are selected to evaluate the brown earth quality of typical cultivated land in Dongling district of Shenyang. The overall quality of the soil in the study area is above? the average. The soil quality of 44.8% of this district is in a high and very high level， but there is still 24.1% of this district with low and very low soil quality. In the experimental district， the research finds that the contribution rate of soil nutrient index to soil quality is greater than that of physical character index， and the factors affecting the soil quality in this area include available potassium content， pH， soil structure and so on.

【關(guān)鍵詞】棕壤;土壤質(zhì)量 ;障礙因子;綜合評價(jià)

【Keywords】 brown earth; soil quality; obstacle factor; comprehensive evaluation

【中圖分類號】S341.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2018）10-0101-03

1 引言

土壤是農(nóng)業(yè)和自然生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)要素，土壤質(zhì)量與人類的生存密切相關(guān)。然而，近年來諸如鹽堿化、沙漠化、重金屬污染、肥力退化、土壤侵蝕等問題日益顯著，維持土壤健康狀態(tài)成為生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。土壤質(zhì)量定義為土壤作為重要生命系統(tǒng)在生態(tài)系統(tǒng)中行使其功能的能力，既維持生物的生產(chǎn)力，又維持或提高環(huán)境質(zhì)量[1-2]。

對土壤質(zhì)量準(zhǔn)確的認(rèn)識需要精確可靠的評價(jià)方法。指數(shù)法評價(jià)精度高及使用便利靈活，是土壤質(zhì)量評價(jià)最為常用的方法，國內(nèi)學(xué)者對一些典型地區(qū)諸如紅松人工林、成都平原、瀏陽煙區(qū)、莆田果園土壤等進(jìn)行了土壤質(zhì)量綜合評價(jià)[3-5]，但進(jìn)行土壤質(zhì)量綜合評價(jià)僅局限于少數(shù)農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，大多地區(qū)仍沒有完善的評價(jià)體系和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理模式，同時(shí)對選用的指標(biāo)及評價(jià)方法目前仍沒有達(dá)成一致。棕壤是遼寧省的主要耕作土壤，而對于棕壤土壤肥力的研究集中在養(yǎng)分狀況分析，對棕壤質(zhì)量綜合評價(jià)研究較少，現(xiàn)有研究也缺乏系統(tǒng)性和全面性。本文選用指數(shù)法選取十一項(xiàng)化學(xué)及物理指標(biāo)，對沈陽東陵地區(qū)典型耕地棕壤進(jìn)行綜合質(zhì)量評價(jià)，明確土壤質(zhì)量狀況及障礙因子，從而制定改良措施，同時(shí)為完善土壤綜合質(zhì)量評價(jià)體系提供研究基礎(chǔ)。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)樣品采集

供試土壤樣品于2016年4月下一季種植開始前采于沈陽市東陵區(qū)（英達(dá)、深井子、白塔、祝家、桃仙等），采樣深度為0～30cm，種植作物為玉米，土壤分類為棕壤。樣品采集方法為野外GPS定位，多點(diǎn)混合后用采樣袋封裝，共采集58個(gè)土壤樣品。

2.2樣品測定及數(shù)據(jù)處理方法

供試土壤預(yù)處理后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室常規(guī)測定，設(shè)3次重復(fù)。使用Excel及SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

3 結(jié)果與討論

3.1土壤質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

本研究選取能夠表征土壤養(yǎng)分循環(huán)、碳轉(zhuǎn)化和固定、結(jié)構(gòu)維持和緩沖性能的十一項(xiàng)土壤性質(zhì)（有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀、容重、團(tuán)聚度、質(zhì)地、CEC、耕層厚度和pH）作為土壤質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)。本研究基于指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)計(jì)算每項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值用來表征單一土壤性質(zhì)對土壤綜合質(zhì)量狀況的貢獻(xiàn)率。十一項(xiàng)土壤質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)間相關(guān)系數(shù)如表1所示，而后對單個(gè)土壤質(zhì)量指標(biāo)平均相關(guān)系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，從而確定權(quán)重值（表2）。從單個(gè)土壤質(zhì)量指標(biāo)的貢獻(xiàn)率可以看出，養(yǎng)分指標(biāo)（有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效鉀）和耕層厚度對供試區(qū)棕壤綜合質(zhì)量影響較大，而物理性質(zhì)（容重、團(tuán)聚度和質(zhì)地）影響相對較小，可能是因?yàn)橥寥鲤B(yǎng)分指標(biāo)直接影響土壤肥力和作物生長狀況，而物理性質(zhì)通常通過對水、氣、熱的調(diào)節(jié)來間接影響土壤質(zhì)量。

3.2 土壤肥力指標(biāo)分值

結(jié)果顯示，堿解氮、全氮、容重和速效磷得分較高，尤其是速效磷平均分值為0.90。而有機(jī)質(zhì)、速效鉀、pH、穩(wěn)定性系數(shù)及耕層厚度平均分值較低，尤其是速效鉀平均分值只有0.32。通過對指標(biāo)分值結(jié)果進(jìn)行分析，影響供試區(qū)典型耕地棕壤質(zhì)量的障礙因子如下：

①養(yǎng)分存在不平衡現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為磷素含量較高而鉀素嚴(yán)重不足。

②土壤有機(jī)質(zhì)含量較低。

③土壤水穩(wěn)定性團(tuán)聚度較低，表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。

④由于長期耕作造成的耕層厚度降低。

⑤土壤酸化現(xiàn)象嚴(yán)重。

3.3 土壤質(zhì)量綜合評價(jià)

通過綜合指數(shù)法進(jìn)行土壤質(zhì)量評價(jià)，計(jì)算公式為IQI =∑（Wi×Ni），式中，Ni表示第i個(gè)土壤質(zhì)量指標(biāo)的分值，Wi表示第i個(gè)土壤質(zhì)量指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，IQI（Integrated Quality Index）是土壤質(zhì)量綜合指數(shù)。根據(jù)土壤質(zhì)量指數(shù)將土壤質(zhì)量分為五個(gè)等級，很高，高，中等，低和很低水平（圖1）。分級標(biāo)準(zhǔn)參考全國耕地類型區(qū)、耕地地力等級劃分。

將土壤質(zhì)量分為很低（IQI<0.2），低（0.2≤IQI<0.4），中等（0.4≤IQI<0.6），高（0.6≤IQI<0.8）和很高（IQI≥0.8）五個(gè)等級。結(jié)果表明供試區(qū)耕地棕壤質(zhì)量綜合指數(shù)主要處于中等和高水平，比例分別為31.0%和41.4%。研究區(qū)土壤質(zhì)量處于很高水平的只有3.45%，而仍有24.1%的土壤處于低和很低等級。土壤質(zhì)量指標(biāo)的評分結(jié)果顯示該地區(qū)土壤的氮磷養(yǎng)分豐富，因此土壤質(zhì)量整體較好，然而仍存在一些因子阻礙研究區(qū)土壤質(zhì)量提升。針對供試區(qū)典型耕地棕壤障礙因子，該地區(qū)應(yīng)采取以下措施來提高土壤綜合質(zhì)量。

①有機(jī)無機(jī)配合、平衡施肥的基礎(chǔ)上重視鉀肥的施用。增施有機(jī)肥，提高土壤養(yǎng)分，改善結(jié)構(gòu)通透性。

②重視保護(hù)性耕作，施用微生物肥等改善土壤結(jié)構(gòu)。

③適當(dāng)控制氮磷肥和其他生理酸性肥料的施用，減少土壤面源污染的可能性，緩解土壤酸化。也可施用石灰等中和土壤的酸度，同時(shí)改善土壤結(jié)構(gòu)。

④定期進(jìn)行深耕，打破犁底層，增加耕層厚度。

4 結(jié)論

①東陵區(qū)耕地棕壤質(zhì)量整體處于中等偏高水平，土壤樣品整體表現(xiàn)為氮磷養(yǎng)分含量較高，容重適宜作物生長。

②養(yǎng)分指標(biāo)對土壤質(zhì)量的貢獻(xiàn)率大于物理性質(zhì)指標(biāo)，速效鉀含量、土壤團(tuán)聚度、pH和耕層厚度是供試區(qū)土壤質(zhì)量的主要障礙因子。

【參考文獻(xiàn)】

【1】Doran.J.W， Zeiss， M.R. Soil health and sustainability： managing the biotic component of soil quality. Appl. Soil Ecol [J]. 2000 （15）：3–11.

【2】Karlen. D.L， Mausbach. M.J， Doran. J.W， et al. Soil quality： A concept definition and framework for evaluation. Soil Sci[J]. 1997（61）：4-10.

【3】王林，盧秀萍，肖漢乾.瀏陽植煙土壤肥力狀況的綜合評價(jià)[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，40（6）：597-601.

【4】何鑫.成都平原土壤肥力綜合評價(jià)空間變異研究[D].成都：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004.

【5】谷思玉.紅松人工林土壤肥力的研究[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2001.